Ειδοποιητής γραμματοκιβωτίου και πόρτας γκαράζ: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το Instructables βασίζεται στον ειδοποιητή γραμματοκιβωτίου Johan Moberg. Σε σύγκριση με αυτό το έργο, έκανα μερικές αλλαγές:

1. Μακριά από το σπίτι μου δεν υπάρχει μόνο γραμματοκιβώτιο, αλλά και γκαράζ. Βρίσκονται σε μια τοποθεσία κοντά στο δρόμο και το σπίτι βρίσκεται περίπου 50 μέτρα μέσα στο έδαφος. Λόγω του πολύ ευαίσθητου τηλεχειριστηρίου γκαράζ, έχει συμβεί μερικές φορές, η πόρτα του γκαράζ άνοιξε κατά λάθος. Τώρα θα ήθελα να μάθω ακριβώς, αν η πόρτα στο γκαράζ είναι κλειστή ή όχι. Ως εκ τούτου, επεκτείνω το αρχικό έργο για μια ακόμη επαφή, την επαφή της πόρτας του γκαράζ.
2. Το MCU (Μονάδα ελέγχου μικροεπεξεργαστή) στον αποστολέα παραμένει Attiny-85, το οποίο είναι σημαντικό για χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Δεν υπάρχουν αρκετές ψηφιακές ακίδες (δεν μου αρέσει να χρησιμοποιώ το Reset pin) και λύνω ένα πρόβλημα με απλή λύση υλικού.
3. Η ένδειξη των δεκτών γίνεται με οπτικά και ηχητικά σήματα. Τα οπτικά σήματα γίνονται από led και για ένα ακουστικό, προστίθεται τραγούδι που παράγει κύκλωμα. Το MCU (Μονάδα ελέγχου μικροεπεξεργαστή) στον αποστολέα αλλάζει και είναι το Arduino Nano. Αρχικά θα ήθελα να χρησιμοποιήσω το Attiny-85, αλλά η έλλειψη μιας ακόμη δωρεάν καρφίτσας ήταν μεγάλο εμπόδιο. Δεν υπάρχει καμία απλή λύση υλικού.
4. Μικρές αλλαγές έγιναν στο λογισμικό Arduino, για να διατηρηθεί η παραπάνω τροποποίηση υλικού.
5. Η ασύρματη επικοινωνία μισής διπλής όψης λειτουργεί καλά εάν λειτουργούν και οι δύο μονάδες (αποστολέας και δέκτης). Αλλά, εάν αποτύχει μία από τις δύο μονάδες (όπως χαμηλή μπαταρία και ούτω καθεξής), η άλλη μονάδα συνεχίζει να λειτουργεί και προσποιείται την επικοινωνία (δέκτης). Σε μια τέτοια περίπτωση, η επικοινωνία διακόπτεται ακόμη και αν το σφάλμα έχει διορθωθεί σε οποιονδήποτε ιστότοπο. Λύση: πρέπει να δημιουργηθεί μια νέα επικοινωνία. Για το λόγο αυτό, προστίθεται κύκλωμα επαναφοράς στον αποστολέα, με ένδειξη.

Περιγραφή

Το έργο αποτελείται από δύο μέρη: αποστολέα και δέκτη. Ο αποστολέας που βρίσκεται στο χώρο του γκαράζ ανιχνεύει σήματα από την επαφή γραμματοκιβωτίου και την ανοιχτή επαφή της πόρτας του γκαράζ. Εάν είναι ενεργοποιημένη μία από αυτές τις επαφές, ο πομπός HC12 στέλνει ασύρματο σήμα στον δέκτη. Στον δέκτη υποδεικνύεται η κατάσταση "συναγερμού", όπως "η αλληλογραφία έφτασε" ή "η πόρτα του γκαράζ άνοιξε" αναβοσβήνοντας το αντίστοιχο τραγούδι led και αναπαραγωγής. Με επαναφορά του κουμπιού στη μονάδα δέκτη, μπορεί να ακυρωθεί η ένδειξη και να ξεκινήσει μια νέα κατάσταση αναμονής για συναγερμό.

Μέγιστη απόσταση

Η μονάδα επικοινωνίας HC-12 είναι αφιερωμένη σε απόσταση 1,8χλμ. Αλλά αυτή η τιμή είναι θεωρητική και θα μπορούσε να επιτευχθεί σε υπαίθριο χώρο. Μέσα στο κτίριο η μέγιστη εμβέλεια είναι μικρότερη. Είχα πρόβλημα να φτάσω σε απόσταση περίπου 100μ με απλή κεραία χορδών. Σε αυτήν την περίπτωση, και οι δύο μονάδες ρυθμίστηκαν στο μέγιστο εύρος - λειτουργία FU4 και ρυθμός baud 1200. Μια μονάδα βρισκόταν στο εσωτερικό του κτιρίου, πίσω από 4 χοντρούς τοίχους. Με την κεραία SMA συνδέθηκε, αλλά όχι σταθερή. Σε αυτήν την περίπτωση το πρόβλημα λύθηκε με την τοποθέτηση της μονάδας δέκτη σε δωμάτιο προσανατολισμένο στο χώρο του γκαράζ (μόνο ένας τοίχος).

Σύμφωνα με τις εμπειρίες μου. Σας συνιστώ να χρησιμοποιείτε κεραίες SMA με κατάλληλο καλώδιο επέκτασης. Αυτό το καλώδιο πρέπει να ταιριάζει με τους συνδετήρες και στις δύο πλευρές (υποδοχή SMA κεραίας και σύνδεσμος HC-12 Ipex).

Βήμα 1: Μέρη και εργαλεία

Χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα μέρη:

Παρέχονται σύνδεσμοι για λιγότερο κοινά μέρη.

Αποστολέας:

• Attiny-85, ebay
• HC-12, ebay
• Αντίσταση 68, 150, 1k, 10k
• Diode Schottky SR240, ebay
• Δίοδος universal, 1N589 ή 1N4148
• Τερματικό μπλοκ, banggood
• SMA Antenna, ebay
• Πυκνωτές 1000M
• Τρανζίστορ NPN, S9013, 2N2222 ή παρόμοιο
• Υποδοχή μπαταρίας AA (3 τεμάχια) και μπαταρίες
• Εναλλαγή Micro C + NO + NC για επαναφορά
• Led 5mm μπλε
• Επαφές καλαμιού για διακόπτες ταχυδρομείου και γκαραζόπορτας, banggood
• Μαγνήτες, banggood
• Πρωτότυπο PCB, banggood
• Συνδέσεις XH, banggood

Δέκτης:

• Arduino-nano, banggood
• HC-12, ebay
• Σταθεροποιητής τάσης 7805T
• Melody IC UM66
• Τρανζίστορ NPN, S9013, 2N2222 ή παρόμοιο
• Αντιστάσεις 2x470, 10k
• Δοχείο κοπής 10k
• Μικρό ηχείο
• Switch Reset, banggood
• Led 10mm, πράσινο και κίτρινο
• Δίοδος universal, 1N589 ή 1N4148
• Πυκνωτής 2x10M, 1000M
• Κύριος προσαρμογέας 220V AC σε 5V DC
• SMA Antenna
• Υποδοχή Jack για τον κύριο προσαρμογέα, banggood
• Led 10mm, 2τεμ πράσινο και κίτρινο
• Συνδέσεις XH, banggood

Εργαλεία:

• Πλακέτα Arduino-uno Rev3 για ρύθμιση του HC-12 και προγραμματισμό του Attiny-85
• Συγκολλητικό σίδερο
• Πολύμετρο
• Breadboard

Βήμα 2: Αποστολέας

Το σχήμα του αποστολέα είναι στην παραπάνω εικόνα.

Οι μπαταρίες είναι τρία κομμάτια τύπου AA. Η μέγιστη κατανάλωσή τους είναι κατά την πρώτη έναρξη της επικοινωνίας, (περίπου 100mA). Προσπαθήστε να κάνετε αυτόν τον χρόνο όσο το δυνατόν συντομότερο. Κατά τη διάρκεια του χρόνου αναμονής η κατανάλωση είναι πολύ χαμηλή (λιγότερο από 1ma) και κατά τη διάρκεια συναγερμού, η κατανάλωση είναι περίπου 40mA για μικρό χρονικό διάστημα. Το D1 προστατεύει τα κυκλώματα από υπερβολική τάση, εάν οι μπαταρίες είναι καινούργιες.

Τα SW3, R1, C1 δημιουργούν κύκλωμα επαναφοράς. Ένδειξη κατάστασης μετά την επαναφορά, είναι μπλε led D4. Αυτό το led πρέπει να ανάψει μετά την επαναφορά και να δηλώσει: "ο αποστολέας είναι έτοιμος να δημιουργήσει σύνδεση". Εάν το μπλε led είναι αναμμένο, η επικοινωνία θα μπορούσε να ξεκινήσει πατώντας το κουμπί Reset στο δέκτη.

Οι D2 και D3 είναι δίοδοι Schottky με χαμηλή τάση προς τα εμπρός. Λόγω αυτών των διόδων, ο διακόπτης "πόρτα γκαράζ ανοιχτή" χρησιμοποιεί την ίδια διακοπή λογισμικού, καθώς ο διακόπτης "ταχυδρομείο έφτασε". Εάν το SW1 (αλληλογραφία) είναι συνδεδεμένο στη γείωση, ενεργοποιείται η διακοπή και ο συναγερμός για την αλληλογραφία. Εάν το SW2 (γκαράζ) είναι συνδεδεμένο στη γείωση, η διακοπή για αλληλογραφία ενεργοποιείται μαζί με το συναγερμό για το γκαράζ. Με αυτόν τον τρόπο λύθηκε ένας πείρος που λείπει στο MCU.

Η κατάλληλη ένδειξη συναγερμού γίνεται από το λογισμικό. Αυτή η λύση υλικού επιτρέπει τη χρήση μόνο μιας απλής διακοπής.

Η περιγραφή των Attiny-85 και HC-12 είναι πολύ καλή στο εσωτερικό των αναφερόμενων Johan Moberg Instructables.

Βήμα 3: Δέκτης

Ο δέκτης τροφοδοτείται από την κύρια τροφοδοσία από προσαρμογέα 220V AC σε 5V DC. Θα μπορούσε να είναι οποιοσδήποτε μικρός προσαρμογέας με ρεύμα εξόδου DC περίπου 0,3Α. Επειδή η τάση εξόδου του προσαρμογέα εξαρτάται από το ρεύμα εξόδου, (υπήρχε τάση περίπου 8V με χαμηλό ρεύμα), πρόσθεσα απλό σταθεροποιητή τάσης IC1. Μείωση τάσης διόδου D1 για HC-12.

Η έξοδος Arduino Nano D7 συνδέει τάση περίπου 4V με τη γεννήτρια μελωδίας IC2 κατά την κατάσταση συναγερμού. Το T1 ενισχύει το σήμα στο ηχείο. Η ένταση ήχου θα μπορούσε να ρυθμιστεί με μεταβλητή αντίσταση R4. Συνιστώ να αφήσετε κάποια τρύπα στο κάλυμμα του δέκτη για πρόσβαση σε αυτήν την αντίσταση. Τα D5 και D6 είναι έξοδοι για led συναγερμού. Οι ακίδες D3, D4 συνδέονται με το HC-12 και παρέχουν σειριακή επικοινωνία. Ο ακροδέκτης D2 είναι η κατάσταση εισόδου και αίσθησης του διακόπτη "Επαναφορά".

Ο διακόπτης επαναφοράς χρησιμοποιείται για δύο λειτουργίες:

1. Ενεργοποιήστε την πρώτη σύνδεση. Αφού το πατήσετε, πρέπει να ξεκινήσει η επικοινωνία.
2. Αφού ολοκληρωθεί η σύνδεση και εμφανιστεί ο συναγερμός, το κουμπί Reset μπορεί να επαναφέρει το ξυπνητήρι και να αλλάξει την κατάσταση του δέκτη για "αναμονή".

Η ένδειξη LED είναι η ακόλουθη:

1. Και τα δύο led είναι αναμμένα και ανάβουν μόνιμα. Αυτή είναι η αρχική κατάσταση μετά την ενεργοποίηση του δέκτη. Εάν ο αποστολέας είναι έτοιμος - το μπλε led στον αποστολέα είναι ενεργό, η σύνδεση θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί με το κουμπί Reset στο Receiver.
2. Αφού ολοκληρωθεί η σύνδεση και τα δύο led αναβοσβήνουν εναλλάξ σε διάστημα περίπου 2 δευτερολέπτων.
3. Σε περίπτωση συναγερμού, το αντίστοιχο led αναβοσβήνει σε διάστημα περίπου 1 δευτερολέπτου, το άλλο led είναι σκοτεινό.

Βήμα 4: Λογισμικό

Σε αυτό το βήμα περιλαμβάνονται αρχεία Arduino ino με πλήρες λογισμικό.

Το λογισμικό για τον αποστολέα πρέπει να φορτωθεί στο MCU Attiny-85. Για προγραμματισμό Attiny χρησιμοποιήστε το λογισμικό Arduino Uno και Arduino IDE σε υπολογιστή. Υπάρχουν πολλά μαθήματα για το πώς να το κάνετε, στο Διαδίκτυο. Προτείνω αυτόν τον προγραμματισμό Attiny85. Μετά τη φόρτωση του προγράμματος στο Attiny, τοποθετήστε το τσιπ στην πρίζα στην πλακέτα κυκλώματος αποστολέα.

Ο προγραμματισμός του Arduino Nano είναι ο ίδιος με τον προγραμματισμό του Arduino Uno. Χρησιμοποιήστε καλώδιο USB και Arduino IDE με επιλεγμένη κάρτα Nano στα "Εργαλεία" και "Διαχειριστής πλακέτας". Αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να γίνει με την τοποθέτηση σανίδας στο χαρτόνι ψωμιού. Μετά τον προγραμματισμό, τοποθετήστε την πλακέτα Nano στην υποδοχή στο PCB του δέκτη.

Και οι δύο μονάδες HC-12 πρέπει να ρυθμιστούν στις ίδιες παραμέτρους με το Arduino Uno. Οι οδηγίες περιέχονται στα πρωτότυπα εγχειρίδια.

Βήμα 5: Υλικό και ρύθμιση

Τα πιο κρίσιμα μέρη είναι επαφές για αλληλογραφία και πόρτα γκαράζ. Αυτές οι επαφές τοποθετούνται στο γραμματοκιβώτιο και στη μηχανική πίστα της γκαραζόπορτας, στη θέση στην οποία φτάνει η πόρτα, κατά το κλείσιμο. Η επαφή του κιβωτίου ταχυδρομείου αποτελείται από διακόπτη καλαμιών και μαγνήτη νεοδυμίου. Ο διακόπτης καλαμιού τοποθετείται με κολλητική ταινία, μέσα στο κουτί στη μία πλευρά της οπής για την εισαγωγή γραμμάτων. Ο μαγνήτης είναι προσαρτημένος στο πτερύγιο αλληλογραφίας με τέτοιο τρόπο, ώστε εν μέρει να ανοίξει το πτερύγιο, να ενεργοποιήσει το διακόπτη. Τα καλώδια συνδέονται με μια μικρή υποδοχή XH.

Η ίδια λύση επαφής χρησιμοποιείται για την πόρτα του γκαράζ. Σε αυτήν την περίπτωση, η επαφή θα μπορούσε επίσης να δημιουργηθεί με οριακό διακόπτη. Εξαρτάται από εσάς ποια παραλλαγή θα επιλεγεί. Υπάρχουν όμως μερικές ακόμη δυνατότητες: Τα ίδια συστήματα γκαράζ μπορεί να έχουν τερματικό μπλοκ με επαφές διακόπτη ορίου, μέσα στο κουτί ελέγχου γκαράζ. Σε αυτή την περίπτωση, απλώς συνδέστε καλώδια σε κατάλληλες βίδες.

Αποστολέας

Τα μέρη τοποθετούνται σε πρωτότυπο PCB, το οποίο κόβεται σε μικρότερο μέγεθος. Στην πλακέτα, υπάρχουν τοποθετημένες πρίζες για τη μονάδα HC-12 και για το Attiny-85, συνδέσεις για μπαταρία και μπλοκ ακροδεκτών και για τις δύο επαφές συναγερμού. Έξω από τον πίνακα είναι τοποθετημένος διακόπτης Reset, μπλε led και κεραία SMA. Όλα τα άλλα εξαρτήματα είναι κολλημένα στο PCB και συνδέονται με καλώδια στο κάτω μέρος της πλακέτας. Η θήκη μπαταρίας και το PCB είναι τοποθετημένα μέσα σε πλαστικό κουτί. Θα μπορούσε να είναι οποιοδήποτε πλαστικό κουτί με σωστές διαστάσεις, χρησιμοποιώ κουτί διακλάδωσης ανθεκτικό στην υγρασία. Το κιβώτιο είναι τοποθετημένο κάτω από τη στέγη του γκαράζ και τα καλώδια οδηγούνται μέσω πλαστικών σωλήνων.

Στη φωτογραφία του κουτιού αποστολέα υπάρχουν ορισμένα μέρη, τα οποία δεν αποτελούν αντικείμενο αυτού του άρθρου. Πρόσθεσα μερικά ακόμη ηλεκτρονικά μέσα στο κουτί.

Δέκτης

Τα εξαρτήματα του δέκτη θα μπορούσαν να τοποθετηθούν σε οποιοδήποτε γενικό κουτί. Έχω χρησιμοποιήσει πλαστικό κουτί από παλιό κουδούνι ασύρματης πόρτας. Τα εξαρτήματα συγκολλούνται ξανά σε πρωτότυπο PCB, συμπεριλαμβανομένων και των δύο διόδων led. Υπάρχουν πρίζες για μονάδα MCU και HC-12 και αρσενικοί σύνδεσμοι συγκολλημένοι στην πλακέτα για ηχείο, κουμπί επαναφοράς και τάση τροφοδοσίας. Στο μπροστινό κάλυμμα γίνονται τρύπες για led, στο πάνω μέρος για κουμπί Reset και κεραία.

Σύνθεση

Όπως έχει γράψει ο συντάκτης του αρχικού έργου, υπάρχουν πολλοί και πολλοί λόγοι που μπορούν να εμποδίσουν την επιτυχή επικοινωνία μεταξύ αποστολέα και παραλήπτη. Πρώτα απ 'όλα, ελέγξτε τη σύνδεση και τη συγκόλληση σύρματος. Εάν όλα είναι εντάξει, προσπαθήστε να δημιουργήσετε επικοινωνία και με τις δύο μονάδες τοποθετημένες στο τραπέζι, δίπλα -δίπλα. Εάν υπάρχουν προβλήματα, ελέγξτε τις μονάδες HC-12 σε απλό κύκλωμα με arduino, σε δύο σανίδες. Χρησιμοποιήστε οδηγίες σύμφωνα με πολύ καλό άρθρο σχετικά με την ενότητα: Επικοινωνία μεγάλης εμβέλειας Υπάρχει απλό λογισμικό HC-12 messenger. Φορτώστε το ίδιο λογισμικό τόσο στο arduino όσο και ελέγξτε την επικοινωνία. Εάν είναι εντάξει, και οι δύο μονάδες είναι καλές.

Ως επόμενο βήμα, προσπαθήστε να επεκτείνετε το arduino uno με το HC-12 στο breadboard, σε όλα τα εξαρτήματα για αποστολέα και δέκτη και προγραμματίστε και τα δύο arduinos. Σε αυτήν την περίπτωση, ελέγξτε arduino uno pin σε σύγκριση με το Attiny-85 και το Nano σε ino αρχεία και αλλάξτε τους αριθμούς pin, εάν είναι απαραίτητο. Για αυτόν τον λόγο, έχω προσθέσει μέσα ino αρχεία αντίστοιχες καρφίτσες arduino σε γραμμές παρατηρήσεων. Εάν το πρόβλημα παραμένει, προσπαθήστε να βρείτε σφάλμα στον προγραμματισμό, χρησιμοποιώντας σειριακό υλικό. Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να εισάγετε ορισμένα κρίσιμα σημεία του προγράμματος, να ελέγξετε τα μηνύματα και να τα δείτε σε σειριακή οθόνη. Μπορείτε να δείτε ποια μέρη του προγράμματος έχουν ολοκληρωθεί και ποια όχι. Προσομοιώστε διακόπτες για αλληλογραφία και γκαράζ αγγίζοντας καλώδια. Μετά την επίλυση προβλημάτων, αντικαταστήστε τις πλάκες με MCU (Attiny και Nano).

Η πρώτη επικοινωνία μεταξύ των μονάδων πρέπει να γίνει στο τραπέζι. Εάν όλα είναι εντάξει, τοποθετήστε τις μονάδες στη θέση τους και ελέγξτε ξανά.

Ευχαριστώ για την ανάγνωση και καλή επιτυχία.